Обнаружены нейронные связи, ответственные за появление сознания

Сознание – одна из величайших загадок, стоящих перед человечеством. Но где и как оно возникает? Действительно ли сознание существует или это просто иллюзия, искусно созданная мозгом? Поиск ответов на эти вопросы – задача невероятно сложная, но ученых, к счастью, это не останавливает. Чтобы попытаться понять, где именно в мозге человека возникает сознание, авторы нового исследования провели эксперимент, в котором приняли участие 98 испытуемых. В ходе исследования большинство испытуемых бодрствовали, некоторые находились под наркозом, а у других наблюдались нарушения сознания и заболевания мозга. Используя функциональную магнитно-резонансную томографию (fMRI) и машинный алгоритм на основе искусственного интеллекта, ученые выяснили, что существуют две биологические нейронные сети, которые напрямую связаны с сознанием. Похоже, так близко к важнейшей из тайн человечества наука еще не подбиралась.

Биологическая нейронная сеть – это сеть, состоящая из нейронов головного мозга (нервных клеток, которые обрабатывают, хранят и передают информацию с помощью электрических и химических сигналов). Соединяясь между собой в сеть, нейроны формируют функции мозга, память, сознание и др.

Как связаны внимание и сознание?

Представьте, что вам нужно выполнить важную работу: вы сосредоточены на какой-то задаче, но внезапно мысли начинают блуждать и вот вы уже мечтаете о выходных и о том, как здорово их проведете. Это продолжается ровно до тех пор, пока ваш начальник или коллега не напоминают о себе сообщением в рабочем чате или звонком по телефону – все-таки сегодня многие работают из дома из-за пандемии CoVID-19. Подобное “переключение” сознания происходит автоматически и является результатом двух состояний мозга: задней системы внимания (DAT), благодаря которой мы осознаем себя и окружающий мир и сети пассивного режима работы головного мозга (DMN), благодаря которой мы можем сосредоточиться на самих себе (своем внутреннем мире).

В мозге человека насчитывается порядка 65 миллионов нейронов

Авторы нового исследования, которое опубликовано в журнале Science Advances, считают что когда одно из этих состояний активно, второе автоматически подавляется. В общем и целом во время эксперимента ученым удалось продемонстрировать постоянно меняющуюся природу мозга – даже когда человек находился под наркозом или никак не реагировал на импульсы извне – с помощью fMRI и машинного алгоритма на основе искусственного интеллекта. Полученные результаты позволили предположить, что оба этих состояния – нейронные связи – являются функциями мозга более высокого порядка – то есть отвечают за мышление, речь и др. Авторы статьи полагают, что эти функции связаны с сознанием и подавляются когда человек находится в без сознания.

Мы создаем новую картину мозга, которая динамично меняется с течением времени – пишут авторы исследования в своей статье.

Мозг самостоятельно “переключает” нейронные сети

В ходе эксперимента ученые проанализировали паттерны мозговой активности по секундам у 98 испытуемых. Паттерны – это своего рода шаблон регулярно повторяющихся действий. В ходе эксперимента часть испытуемых бодрствовала или находилась под наркозом, у в то время как у другой части испытуемых наблюдались нарушения сознания. В ходе исследования ученые обнаружили, что мозг испытуемых очень быстро “переключался” от одной сети к другой, причем происходило это регулярно и по определенным паттернам. Оказалось, что у пациентов под наркозом и у пациентов с нарушением мозгового кровообращения функционирование высших функций мозга было значительно снижено. Более того, характер “переключения” между сетями зависел от того, находился пациент в сознании или нет.

Скорее всего все, кем мы являемся, все наши мысли и ощущения – ничто иное, как порождение мозга

По мнению авторов исследования полученные результаты в будущем позволят создать новую картину мозга человека, которая меняется каждую секунду и которая – в чем ученые убеждены – связана с сознанием. Напомню, что в последние годы ученые пытаются обнаружить участки мозга, ответственные за сознание. Несмотря на то, что конкретные области выделить так и не удалось, год за годом, открытие за открытием ученые постепенно составляют общую картину того, как именно работает мозг – а это, на секундочку, самый сложный орган тела человека – медленно но верно приближаясь к тайнам сознания. Если вам интересна эта тема и вы не боитесь усомниться в своих убеждениях, читайте наш большой материал о загадках сознания и о людях, которые посвятили свою жизнь поискам ответов на один из сложнейших вопросов современности – что такое сознание и как оно появилось.